Устройство для переключения управления механизмов протезов

 

О П И С А Н И Е 193030

ИЗОЫРЕтЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Саветскик

Ссдиалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08Х.1964 (М 899011/31-16) с присоединением заявки №

Приори гет

Опубликовано 02.Ill.1967. Бюллетень № 6

1(л. 306, 2

МПК А 611

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД 1(621.38:617.57-089.28(088.8) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ

МЕХАНИЗМОВ ПРОТЕЗОВ

Устройства для переключения механизмов протезов, работающих с помощью биотоков мышц, известны. Такие устройства содержат усилители биотоков и электромагнитные реле н служат для последовательного управления двумя парами движений (например, схватом †раскрыти пальцев искусственной кисти и пронацией — супинацией этой же кисти) с помощью биосигналов от одной пары мышц культи. В известных устройствах на входе реле времени применен делитель напряжения для (при одновременной подаче двух сигналов) переключения контактов реле с первой пары управляемых биотоками мышц движений на вторую пару, при этом обеспечивается удерживание в замкнутом состоянии контактов реле в течение времени, определяемого цепочкой RC. Это устройство может быть применено в протезах предплечья и плеча с биоэлектрическим управлением с двумя парами последовательно выполняемых движений, в тех случаях, когда одна пара движений, например сжатие — разжатие кисти, является основным, постоянно подключенным к системе управления, а вторая пара движений, например пронация — супинация искусственной кисти, должна являться вспомогательной, т. е. подключаться для выполнения кратковременного движения.

Такое переключающее устройство может быть использовано прп протезировании инвалидов с односторонней ампутацией предплечья, иногда с односторонней ампутацией плеча. Оно пе может быть применено прн протезировании инвалидов с двухсторонней ампутацией предплечья и плеча. Между тем желательно, чтобы обе пары управляемых движений сжатие — расжатие и пронация — супинация искусственной кисти были равноценными

10 и переключение с одной пары управляемых двихкений на другую производилось инвалидом по его желанию путем кратковременной подачи биосигналов с обеих управляемых мышц. Наличие равноценных функций в про15 тезах плеча и предплечья с двухсторонней ампутацией особенно необходимо при выполнении многих бытовых движений (при приеме пищи и т. д.).

В предлагаемом устройстве, в отличие от

20 известных, установлена схема совпадения и электронная схема с двумя устойчивыми состояниями, например мультивибратор, управляемая сигналами с выхода схемы совпадения. Такое выполнение устройства обеспечи25 вает последовательное управление двумя механизмами протеза биотоками одной пары мышц антагонистов.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устрой30 ства.

Устройство содержит схему совпадения 1, электронную схему 2 с двумя устойчивыми состояниями, например, мультивибратор, исполнительный механизм 8.

Устройство работает следующим образом.

Предположим. что, например, нз-за флуктуации тока, ток коллектора одного из транзисторов, например транзистора Т на мгновение увеличится. Это приведет к увеличению падения напряжения на сопротивлении R, 10 вследствие чего напряжение на коллекторе транзистора Т, понизится. Это изменение напряжения через сопротивление Rz будет передано в цепь основания транзистора Т., н снизит напряжение на его основании. В результате ток коллектора транзистора Т> уменьшится, что вызовет увеличение напряжения на коллекторе транзистора Т... которое через сопротивление Р будет подано в цепь основания транзистора Т, н еще более увеличит ток. 20 его коллектора. Процесс будет быстро разинваться в этом направлении до тех пор, пока транзистор T»te будет полностью открыт.

Таким образом схема приходит в одно из положений устойчивого равновесия, В таком ус- 25 тойчивом состоянии схема будет находиться до тех пор, пока не последует отрицательный пусковой импульс для переброса состояния схемы. Отрицательное пусковое напряжение, поступающее на открытый транзистор Т,, ма- 30 ло сказывается на режиме его работы, так как коллекторный ток этого транзистора настолько велик, что не может больше увеличиваться при изменении коллекторного напряжения, Но, поступая на основание транзисто- 35 ра Т, пусковой импульс вызывает ток в цепи его коллектора и напряжение на коллекторе уменьшается, Это изменение напряжения через сопротивление R;, передается в цепь основания транзистора Т,, вследствие чего ток его 40 коллектора уменьшается. Начавшись, этот процесс становится лавинообразным и продолжается до тех пор, пока транзистор Т, не будет закрыл, а транзистор Т, полностью открыт. Это будет вторым устойчивым положе- 45 нием схемы. Переброс состояния транзисторов наступает скачкообразно, а не плавно, т. е. схема работает как переключатель. Конденсаторы С, и С. служат для того, чтобы передать импульс от коллектора одного транзисто- 50 ра на основание другого. Диоды Д, и Д, предохраняют коллекторы обоих транзисторов от замыкания, но допускают передачу отрицательного импульса на коллекторы транзисторов Т, и T . В одном из устойчивых по- 55 ложений (в тех случаях, когда транзистор Т оказывается закрытым) с его коллектора че рез делитель R. R;, на основание транзистора

Т;; поступа ет отрицательное напряжение, открывающее транзистор Ть в нагрузке которого включена обмотка электромагнитного реле P. Реле срабатывает, а контакты реле отключают подключенный к выходу узла управления двигатель q< исполнительного механизма и подключаюг двигатель q другого исполнительного механизма. В тех случаях, когда закрыт транзистор Т>, напряжение на основании транзистора Т,, оказывается незначительным, реле отключается, а контакты реле возвращаются г, нормально замкнутое состояние, подключая при этом к выходу узла упра вления двигатель д, исполнительного механизма.

Подключение желаемого исполнительного механизма оператором производится путем подачи кратковременного сигнала с мышц антагонистов на вход узла управления, а затем при раздельной подаче сигналов с той или

i Hoé мышцы оператор управляет реверсивной работой двигателя исполнительного механиз»а (например, сжатием — разжатием или пронацией — супинацией кисти).

Схема совпадения, собранная на емкостях

С, С,, С.- и диодах Д;ь Д4, обеспечивает переброс устойчивого положения переключающего устройства только в тех случаях, когда на контакты входа А и В переключающего устройства подается два отрицательных импульса, и удерживает в устойчивом состоянии схему при подаче на контакты входа А или В переключающего устройства одного отрицательного импульса.

При подаче отрицательного импульса на контакг А переключающего устройства отрицательный импульс, пройдя емкость С,, диод

Д4 и контакт В, попадает на плюс питания через контакты реле выхода одного из каналов узла управления. При подаче отрицательного импульса на контакт В этот импульс, пройдя емкость С4, диод Д и контакт А,,попадает на плюс питания через контакты реле выхода второго канала узла управления.

Предмет изобретения

Устройство для переключения управления механизмов протезов, содержащее усилитель и электромагнитное реле, отличающееся тем, что, с целью последовательного управления двумя механизмами протеза биотоками одной пары мышц антагонистов, в нем установлена схема совпадения и электронная схема с двумя устойчивыми состояниями, например, мультивибратор, управляемая сигналами с выхода схемы совпадения.

193030

Заказ 1383) 19 Т и р а; к,) 3, 5 ) !од )иси(ЦНИИПИ Комитета по делам изобретении и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2

Составитель Е. Я. Ланцбург

Редактор A. И. Пименова Техред А. А. Камышникова

Корректоры: В. В. Крылова и Г. Е. Опарина